Solución:
Primero hay que entender que los electrones, y la naturaleza en general, son lo que son, ni ondas ni partículas. Si exhiben un comportamiento de onda o de partícula depende de los experimentos que hagamos. Un microscopio electrónico, por ejemplo, utiliza la interferencia entre muchos electrones para crear una imagen del objeto.
Durante mucho tiempo, la gente dudó de la capacidad de la materia para cambiar propiedades dependiendo de lo que hiciera NOSOTROS, el observador, pero Alain Aspect y otros demostraron que el resultado de un experimento de interferencia depende de nuestra elección de medir la interferencia, incluso si configuramos las cosas para que la elección se haga después de que todos los fotones hayan viajado más allá de los espejos / rendijas en cuestión.
Para las ondas de la mecánica cuántica, excepto en circunstancias topológicas interesantes, las fases no suelen ser observables. Las amplitudes se pueden multiplicar por cualquier fase sin afectar el resultado del experimento, que está determinado por los cuadrados (reales) de las amplitudes. Las fases son ciertamente necesarias para la descripción de ondas, pero no es correcto decir “la fase de la materia”. Tampoco hay nada ‘más grande’, porque a medida que un estado / conjunto evoluciona, el total de todas las amplitudes al cuadrado se conserva; esta es la ley de que las probabilidades siempre suman 1. Si quiere pensar en la intensidad, como en la densidad numérica de los fotones en una viga, esto puede cambiarse por varios medios, pero recuerde que entonces está hablando de muchos fotones. Si integra el patrón de interferencia, la intensidad total esperada no cambia de lo que era.
Objetos cotidianos hacer sufren interferencias, pero a escalas tan grandes que no podemos separar los efectos del mundo complejo que nos rodea, cuyo estado cuántico desafía la descripción. Algunas personas lo dudan, pero toda la evidencia indica que el mundo realmente es cuántico.
He descubierto que la rareza de este tipo de problemas desaparece cuando uno considera que en realidad no estamos haciendo física sino inferencia. La física sin inferencia es meramente arte (es decir, el diseño de experimentos, la redacción de artículos, etc.). La ciencia real en sí se reduce por completo a métodos de inferencia: ¿qué tan bien podemos modelar los datos experimentales?
La mecánica cuántica es un método de inferencia desarrollado en el último siglo para tratar ciertos problemas que no podrían tratarse suficientemente en el contexto de la probabilidad clásica. Pero la técnica no se limita de ninguna manera al dominio microscópico, como estamos comenzando a aprender. De hecho, los métodos cuánticos están comenzando a aplicarse a la ciencia cognitiva y la ecología.
Entonces, la respuesta a su pregunta es que ha formulado la pregunta incorrecta. Preguntar sobre la naturaleza de la materia es incontestable y poco informativo y, en última instancia, es una cuestión de filosofía. El problema de la física es desarrollar métodos que nos permitan predecir el resultado de los experimentos, lo mejor que podamos. QM es el mejor método que tenemos para esto ahora, pero es simplemente un método de inferencia y en realidad no nos dice mucho sobre el universo objetivo. De hecho, ¡un ‘universo objetivo’ es en sí mismo simplemente una inferencia! Quizás esta sea la lección más importante de QM.
Si bien esto sin duda será insatisfactorio para usted, al menos inicialmente, con el tiempo puede crecer en usted. Además, tiene mucho QM que aprender antes de que realmente se asiente.
Finalmente, estamos menos interesados en la longitud de onda de un objeto que en la relación entre la longitud de onda y el “radio”. Para un rayo gamma, esto sigue siendo bastante alto, por lo que QM es importante. Para una pelota de baloncesto, esta proporción es pequeña y hace que QM sea irrelevante a gran escala (la interferencia está “ sucediendo ” en el nivel micro en la pelota de baloncesto, pero todas las muchas interferencias y microcolisiones promedian una gran cantidad de partículas para dar el estado estable de la bola macroscópica)
Esta es una buena pregunta y la física involucrada para responderla también es interesante. Intentaré responderla sin entrar necesariamente en los detalles de la electrodinámica cuántica que se necesitan para una descripción completa del fenómeno.
EN LENGUAJE SENCILLO:
Básicamente, su pregunta es sobre la interacción $ e ^ – + e ^ – rightarrow e ^ – + e ^ – $. Dos electrones interactúan entre sí, sus funciones de onda interfieren. Pero esta interferencia no es directa como lo es para las “ondas” de luz u ondas de agua, en el sentido de dar luz más intensa o una onda de agua más grande en un punto de interferencia constructivo. Las funciones de onda de electrones interactúan a través de las cargas eléctricas transportadas por los electrones, es decir, es una interacción electromagnética. Por tanto, no es una adición directa de funciones de onda. Calculamos la sección transversal de la interacción y otras cantidades relevantes que podrían interesarnos.
Sin embargo, sumamos todos los componentes que componen la función de onda de un electrón, como hacemos cuando resolvemos la ecuación de Schrodinger para un electrón en una caja, por ejemplo, y luego la función de onda del electrón es una superposición de todas las soluciones. . Pero esto no es adición de electrones más pequeños para obtener uno más grande. Agregamos las amplitudes de probabilidad para poder calcular la probabilidad de encontrar el electrón en alguna posición, $ x $, en algún momento, $ t $. Espero que esta sencilla descripción te ayude a comprender cómo interactúan los electrones.